資源描述:
《自落式緩沖氣囊仿真研究》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、第35卷第2期航天返回與遙感2014年4月SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING25自落式緩沖氣囊仿真研究周清艷言金(中航工業(yè)航宇救生裝備有限公司,襄陽(yáng)441003)摘要緩沖氣囊被廣泛應(yīng)用于武器裝備及物資空投、航天器著陸回收、汽車安全氣囊等領(lǐng)域。設(shè)計(jì)具有優(yōu)良緩沖性能的氣囊系統(tǒng)可以減小物品或乘員所受的沖擊力,最大程度上避免了物資的損壞和乘員傷亡。文章以某型空投緩沖系統(tǒng)所用氣囊作為研究對(duì)象,運(yùn)用LS-DYNA有限元仿真軟件,采用控制體積法對(duì)該氣囊緩沖過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算,同時(shí),結(jié)合工程計(jì)算與試驗(yàn)測(cè)試,合理確定氣囊設(shè)計(jì)中關(guān)鍵技術(shù)狀態(tài),獲得了帶有輔囊的自落式
2、緩沖氣囊設(shè)計(jì)思路與方法,提高了研制品質(zhì),節(jié)省了研制成本與周期。關(guān)鍵詞氣囊緩沖過(guò)程輔囊有限元分析控制體積法中圖分類號(hào):TP391.9文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào):1009-8518(2014)02-0025-06DOI:10.3969/j.issn.1009-8518.2014.02.004SimulationoftheSelf-droppingCushionAirbagZHOUQingyanYANJin(AerospaceLife-supportIndustriesofAVIC,Xiangyang441003,China)AbstractThecushionairbagiswidel
3、yusedinmilitaryequipment,reliefsuppliesairdrop,spacecraftrecovery,automobilesafetyairbagsandsoon.Damageofsuppliesandinjuryofcrewscanbeeffectivelyavoidedwithairbagofgoodcushionperformancewhichreducetheforceandloadofimpact.Basedonreferenceofacertainairdropairbagsystem,aresearchofcushionprocess
4、ispresentedbytheuseofLS-DYNAsimulationsoftwareandControlVolumeMethodtosimulatecushionprocessoftheairdropairbagsystemnumerically.Withengineeringcalculationandtests,adesignconceptandmethodofairbagsystemwithasubsidiaryairbagisachieved,whichmakesthecostandtimeofdesignanddevelopmentreduced.Keywor
5、dsairbag;cushionprocess;addedairbag;finiteelementanalysis;ControlVolumeMethod0引言[1]最早的氣囊裝置是在20世紀(jì)40年代因飛機(jī)安全保護(hù)提出,氣囊保護(hù)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于國(guó)防軍事[2-3]領(lǐng)域、航天器著陸與回收、武器裝備與物資空投、汽車安全氣囊等領(lǐng)域。隨著對(duì)緩沖效果的要求提高,結(jié)構(gòu)更復(fù)雜、材料更先進(jìn)、效果更可靠的氣囊正在為大家所關(guān)注和研究。緩沖氣囊種類較多,按充氣方式不同可分為主動(dòng)充氣式和自然充氣式;按結(jié)構(gòu)形式可分為單氣囊和組合式氣囊;按是否放氣可分為封閉式和排氣式,排氣式又可分為恒定排氣孔式和可控排氣孔
6、式。對(duì)氣囊的緩沖研究主要有兩種:一類是解析分析方法,文獻(xiàn)[4]建立的模型假設(shè)氣囊壓縮為等溫過(guò)程,給出了重裝空投用自落式緩沖氣囊的一般設(shè)計(jì)思路和計(jì)算方法;另一類是數(shù)值模擬即動(dòng)態(tài)非線性有限元仿[5-6]真,其優(yōu)勢(shì)在于可以進(jìn)行緩沖氣囊的全向緩沖特性分析,模擬各種著陸環(huán)境,適用于計(jì)算各種柔性織物收稿日期:2013-07-0226航天返回與遙感2014年第35卷的結(jié)構(gòu)變形,對(duì)其工作過(guò)程中的速度、加速度、動(dòng)量、能量及應(yīng)力應(yīng)變的分布情況都能夠有效地表示出來(lái)。[7-10]國(guó)內(nèi)對(duì)于氣囊工作過(guò)程的模擬仿真研究已經(jīng)逐漸發(fā)展起來(lái),目前較為流行的有控制體積法(ControlVolumeMethod,CV
7、)和流固耦合法(ArbitraryLagrangianEulerian,ALE)。CV法研究氣囊緩沖過(guò)程,可以得到較為理想的氣囊外形變化情況,計(jì)算時(shí)間短,占用計(jì)算機(jī)資源少,大大降低了計(jì)算成本。ALE法尚在探索和改進(jìn)中,相比CV法而言,它可以計(jì)算并獲取囊內(nèi)流場(chǎng)數(shù)據(jù),在計(jì)算氣囊、降落傘等[11-12]高速充氣過(guò)程中非常有必要。因此,氣囊的仿真研究有著很大的發(fā)展空間,有待于進(jìn)一步的努力。本文針對(duì)某空投貨臺(tái)緩沖系統(tǒng)開(kāi)展研究,重點(diǎn)分析氣囊緩沖工作過(guò)程。采用CV法,運(yùn)用LS-DYNA軟件進(jìn)行仿真計(jì)算,結(jié)